Czym jest i do czego służy mechanizm rozrządu silnika?

Mechanizm rozrządu służy do terminowego otwierania i zamykania zaworów cylindrów silnika, wpuszczając w ten sposób świeże powietrze i spaliny.

Mechanizm rozrządu silnika spalinowego najczęściej ma układ tłokowy, więc bardziej odpowiednie jest rozważenie zasad jego działania.

Klasyfikacja rozrządu

W nowoczesnych silnikach instalowane są różne typy mechanizmów rozrządu, które różnią się następującymi oznaczeniami:

• na miejscu wałka rozrządu — na dole lub na górze;
• liczbą wałków rozrządu — 1 (SOHC) lub 2 (DOHC);
• według liczby zaworów — może być ich od trzech do pięciu;
• według rodzaju napędu — łańcuch, pasek zębaty, przekładnia zębata.

Najczęstszym układem wału jest górny, który jest również najbardziej wydajny. Zawory są otwierane i zamykane za pomocą dźwigni, co umożliwia produkcję silników o niższej masie i prostszej konstrukcji.

Silniki są wyposażone w różne rodzaje rozrządu, co bezpośrednio zależy od charakterystyki silnika, a dokładniej od położenia wału korbowego, wałka rozrządu i zaworów otwierających/zamykających.

Gdy rozrząd znajduje się na górze, wałek rozrządu jest zamontowany w głowicy cylindrów, gdzie znajdują się same zawory. Są one zamykane i otwierane za pomocą dźwigni z wałka rozrządu. Napęd jest uruchamiany z wału korbowego za pośrednictwem łańcuchów rolkowych lub pasków rozrządu.

Wysoką niezawodność i względną ciszę silnika osiągnięto właśnie dzięki górnemu umieszczeniu wałka rozrządu. Zmniejsza to masę silnika i bezwładność zaworów otwierających/zamykających.

Typ wałka rozrządu z łańcuchem i paskiem zębatym charakteryzuje się również cichą pracą mechanizmu rozrządu.

Wałek rozrządu jest umieszczony obok wału korbowego w komorze cylindrów. Taki układ rozrządu nazywany jest dolnym układem rozrządu. Zawory są zamykane i otwierane z wałka rozrządu poprzez popychacze. Koła zębate wału korbowego służą do uruchamiania napędu wału korbowego. Cały układ silnika i mechanizm rozrządu staje się nieco bardziej skomplikowany przy takim umiejscowieniu (niższym) wałka rozrządu. Zwiększają się siły bezwładności. Liczba wałków rozrządu i zaworów w mechanizmie rozrządu zależy od typu silnika. Im jest ich więcej, tym lepiej i bardziej równomiernie napełniane są cylindry, a gazy są oczyszczane na wylocie. Moc silnika i moment obrotowy znacznie wzrastają.

Istnieje rodzaj mechanizmu rozrządu, w którym zawory są rozmieszczone w układzie mieszanym. Nazywa się on mieszanym. Zawory otwierające znajdują się w głowicy bloku i są identyczne z zaworami typu górnego. Zawory zamykające odpowiadają dolnemu typowi. Układ ten charakteryzuje się mocniejszymi wskaźnikami niż dwa pierwsze. Zakres zastosowania był wiele lat temu zarówno w Związku Radzieckim, jak i za granicą. Niewiele fabryk produkowało silniki z takim mechanizmem dystrybucji gazu, więc najczęściej kierowcy, wśród których większość stanowili zawodnicy, przebudowywali «dolny» rozrząd na mieszany, osiągając maksymalną moc i prędkość do wyścigów.

Konstrukcja układu rozrządu

Paliwo znajduje się w cylindrze w wyniku ruchu tłoka, który wykonuje swoje czynności od GMP do NMT, rozrzedzając powietrze w pierwszym. Odbywa się to poprzez zawór, który otwiera się we właściwym czasie. Zawór zamyka się, gdy tłok dotknie NMT. Następnie w cylindrze zachodzi proces sprężania i konwersji energii, który powoduje uruchomienie wału korbowego i ostatecznie napędza silnik samochodu. Proces rozrządu kończy się, gdy tłok w cylindrze opada, zwiększając ciśnienie w cylindrze i uwalniając gazy przez zawór otwierający, które są uwalniane do tłumika, a następnie do środowiska.

Schemat mechanizmu rozrządu silnika został szczegółowo przedstawiony na rysunku:

Mechanizmy otwierania i zamykania nie są tak ważne jak napędzający je wałek rozrządu, choć ten z kolei jest napędzany przez wał korbowy. Bez tych wszystkich powiązanych ze sobą procesów energia nie może być generowana.

Na końcu wału korbowego znajduje się zębnik, przez który energia obrotowa jest przenoszona przez pasek na wałek rozrządu, który rozpoczyna obrót. Znajdują się na nim specjalne występy — ich działanie podczas obrotu otwiera i zamyka zawory.

Niezależnie od urządzenia silnika i urządzenia rozrządu — cały proces i uzyskanie energii zależy od harmonijnej pracy wszystkich części jednocześnie i wyraźnie w ich własnych przedziałach czasowych. Tylko wtedy silnik będzie w stanie w pełni pracować i napędzać samochód.

Działanie rozrządu

Etap ten dzieli się z kolei na dwa podetapy:

• praca cylindra;
• okresy dystrybucji gazu.

Praca cylindrów

Naprzemienne ruchy cylindrów są ich podstawową pracą. Warunki zależą od położenia wierzchołków wałów korbowych i wałków rozrządu oraz od rozmieszczenia samych cylindrów.

Jeśli cylindry są cztery i są ustawione w rzędzie, wówczas naprzemienność występuje o 180 stopni — 1-2-4-3 jak w «Wołdze», 1-3-4-2 — Vazov «sześć» lub «Moskwicz».

W silnikach w kształcie litery V, z liczbą cylindrów 8, czopy są ustawione pod kątem prostym. Ten sam kąt między cylindrami. Jeśli tłok dowolnego cylindra znajduje się w martwym punkcie, sąsiedni cylinder znajduje się pośrodku. Stąd lewa i prawa krawędź przesuwają się o ćwierć wału korbowego.

Okresy dystrybucji gazu

Odnosi się to do etapów otwierania i zamykania zaworów na początku i na końcu. Jest to wyrażone w stopniach kąta wału korbowego. Cylindry muszą pozostać tak czyste, jak to tylko możliwe, więc gazy spalinowe muszą być uwalniane, gdy tłok znajduje się w punkcie NFT. W punkcie TDC zawór zamyka się. Moment, w którym dwa zawory są otwarte w tym samym czasie, nazywany jest nakładaniem się.

Wszystkie te fazy są ustalane przez pracowników fabryki, w której produkowany jest silnik, i zależą od jego mocy i prędkości. Oscylacyjny ruch powietrza w zaworach otwierających i zamykających jest ustawiony w taki sposób, że ciśnienie powstaje, gdy zawór otwierający się zamyka, a rozrzedzenie, gdy zawór zamykający się zamyka. Skutkuje to czystszą mieszanką paliwową i lepszymi spalinami.

Gdy mechanizm jest prawidłowo zainstalowany, koła zębate powinny zazębiać się z odpowiednimi zębami. Kilka niewspółosiowych zębów może spowodować zbyt mocne uderzenie tłoka w cylinder, powodując awarię zaworu, utratę ciśnienia lub uszkodzenie całego silnika.

Innym typem, na który należy zwrócić uwagę, jest rozrząd desmodromiczny. W tym przypadku występują 2 wałki rozrządu bez sprężyn: pierwszy przesuwa zawory w dół, a drugi w górę. Wał korbowy w tej formie może uzyskać ogromną liczbę obrotów bez obawy o pęknięcie lub awarię. Podczas gdy standardowy silnik może zepsuć się już przy dziewięciu tysiącach. Silniki z rozrządem desmodromicznym są bardzo trudne w produkcji i drogie, a w przeszłości stosowane były głównie w samochodach wyścigowych. Pierwszą firmą, która zastosowała je w swoich samochodach był Mercedes. Obecnie jest on powszechnie stosowany w motocyklach.

Nieprawidłowe działanie łańcucha rozrządu

Zewnętrzne oznaki nieprawidłowego działania obejmują:

• Stukanie przy otwieraniu i zamykaniu zaworów;
• {SPACE} spadek ciśnienia;
• Zmniejszona moc silnika.

Te awarie rozrządu są spowodowane niewystarczającym kontaktem między zaworami a gniazdami. Wynika to z osadów węglowych, które z czasem osadzają się na ściankach, co prowadzi do uszkodzenia sprężyn, powstawania pęknięć i zaniku szczeliny między drążkiem a dźwignią zaworową.

Szlifowanie zębów kół zębatych wału korbowego i wałka rozrządu, zużycie tulei zaworowych oraz zbyt mocne przesunięcie wałka rozrządu względem jego środka to również przyczyny usterek rozrządu.

Działanie rozrządu

Luz termiczny między drążkiem wałka rozrządu a dźwignią wałka rozrządu musi mieć określoną wielkość, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury w mechanizmie rozrządu wszystkie jego elementy rozszerzają się. A jeśli luz jest mniejszy niż przewidziany, zawór otworzy się bardziej niż to konieczne i nie będzie w stanie zamknąć się we właściwym czasie. Wszystko to spowoduje awarię głównego procesu, a ponadto zawory szybko popadną w ruinę.

Z drugiej strony, jeśli szczelina jest większa, zawór otworzy się mniej. Wydalane gazy nie będą w pełni usuwane, co wpłynie na jakość wtryskiwanego paliwa i ogólną wydajność.

Jeśli samochód zgaśnie lub zaobserwowane zostaną inne podobne objawy, warto sprawdzić szczelinę zaworu i wyregulować ją zgodnie z określoną normą. Pozwoli to uchronić silnik samochodu przed przedwczesną naprawą. Warto pamiętać, że limity wahają się od 0,16 do 0,33 mm. A bez odpowiednich umiejętności i doświadczenia zrobienie tego samemu jest bardzo problematyczne, lepiej skontaktować się ze specjalistami.

Napięcie paska rozrządu powinno być okresowo sprawdzane i w razie potrzeby regulowane. Wygląd jest również ważny, w przeciwnym razie istnieje ryzyko, że pęknie w ruchu, co doprowadzi do niefortunnych konsekwencji i kosztownych napraw.

Wielu kierowców nie musi samodzielnie wchodzić pod maskę, ale jeśli nadejdzie na to czas, zawsze warto pamiętać i układać części w określonej kolejności, aby z powodzeniem złożyć je z powrotem i nie było żadnych «dodatkowych» części.

Każda awaria nie następuje od razu, zawsze jest czymś poprzedzona, najczęściej są to nietypowe stuki dla normalnej pracy silnika. A nawet jeśli wydaje się, że nic nie stuka, ale samochód nie działa poprawnie, powinieneś jeździć z nieznajomym — nieprzyzwyczajone ucho może znacznie szybciej zauważyć obce dźwięki. Wiele osób tego nie zauważa i nadal korzysta z samochodu z różnymi usterkami, wierząc, że tak powinno być. Wszystko to jest niebezpieczne zarówno dla właściciela samochodu, jak i dla innych, jeśli pasek rozrządu pęknie na drodze, nie można uniknąć wypadku. Drogie naprawy będą najlepszym rozwiązaniem w takiej sytuacji, choć jest to również bardzo smutny wynik.

Żywotność paska wynosi około sześćdziesięciu tysięcy kilometrów. Zawsze warto o tym pamiętać. Zwłaszcza przy zakupie samochodu na rynku wtórnym. Lepiej od razu wymienić pasek rozrządu, a także sprawdzić i wyregulować sam mechanizm rozrządu.

Bardzo chcielibyśmy poznać Waszą opinię na temat tego materiału.

Похожие записи:

7 gigantycznych samochodów, które sprawiają, że czujesz się jak karzeł Czy warto wziąć kredyt samochodowy na używane auto bez zaliczki? 5 samochodów z niezawodnymi silnikami — działają długo, rzadko się psują Czym jest adaptacyjna skrzynia biegów? Jazda w ciemności 6 najbardziej niebezpiecznych miejsc dla samochodu, który nagle się zatrzymał